ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická Katedra telekomunikační techniky Simulátory síťového prostředí Network Environment Simulators květen 2016 Bakalant: Daniel Rantoš Vedoucí práce: Ing. Pavel Bezpalec, Ph.D.
Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem zadanou bakalářskou práci zpracoval sám s přispěním vedoucího práce a používal jsem pouze literaturu v práci uvedenou. Dále prohlašuji, že nemám námitek proti půjčování nebo zveřejňování mé bakalářské práce nebo její části se souhlasem katedry. V Praze dne 27. 5. 2016.. Podpis bakalanta ii
Zadání iii
Anotace Tato bakalářská práce se zabývá analýzou a možnostmi propojení simulátorů síťového prostředí s reálnými síťovými prvky. Jako reálné i virtuální síťové prvky byly použity zařízení od výrobců Cisco a Huawei. Dále bylo vytvořeno testovací pracoviště a čtyři laboratorní úlohy, ve kterých byl kladen důraz právě na využití propojení simulované a reálné sítě. Jednotlivé úlohy, tématicky zaměřené na RIPv2, Inter-VLAN Routing, OSPF a MPLS VPN, jsou rozděleny do několika částí: zadání s topologií, rozbor a postupný návod. Dále je v příloze uvedena celá konfigurace. Laboratorní úlohy byly realizovány v simulátoru sítí GNS3. Klíčová slova GNS3, Packet Tracer, ensp, RIPv2, Inter-VLAN Routing, OSPF, MPLS VPN, Cisco, Směrovač, Přepínač Summary This bachelor thesis analyzes the possibilities of interconnection and network environment simulators with real network elements. As the real and virtual elements has been used equipment from company Cisco and Huawei. Further were created test departments and four laboratory excercises in which the emphasis is being placed on using simulated and real interconnection networks. Individual tasks thematically focused on RIPv2, Inter-VLAN Routing, OSPF a MPLS VPN are divided into several parts: entered with topology, analysis and gradual instructions. Entire configuration is mentioned in the attachement. The laboratory experiments were conducted in a simular's network GNS3. Index Terms: GNS3, Packet Tracer, ensp, RIPv2, Inter-VLAN Routing, OSPF, MPLS VPN, Cisco, Router, Switch iv
Poděkování Děkuji vedoucímu práce Ing. Pavlu Bezpalcovi, Ph.D. za velmi užitečnou metodickou pomoc a cenné rady při zpracování této bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat celé mé rodině včetně přítelkyně za podporu, trpělivost a povzbuzování při psaní této práce. v
Obsah Úvod... 9 1 Simulátory síťového prostředí... 10 1.1 GNS3... 10 Instalace a základní nastavení... 10 Přidání nového směrovače... 11 Vytvoření projektu a topologie... 12 Nástroj Cloud... 13 1.2 Cisco Packet Tracer... 14 1.3 Huawei ensp... 15 1.4 Porovnání... 16 2 Výukové pracoviště... 17 3 Laboratorní úlohy... 20 3.1 Úloha RIPv2... 20 Zadání a topologie... 20 Rozbor úlohy... 21 Postup řešení... 22 3.2 Úloha Inter-VLAN Routing... 25 Zadání a topologie... 25 Rozbor úlohy... 26 Postup řešení... 26 3.3 Úloha OSPF Single Area... 29 Zadání a topologie... 29 Rozbor úlohy... 29 Postup řešení... 31 3.4 Úloha MPLS VPN... 34 Zadání a topologie... 34 Rozbor úlohy... 34 Postup řešení... 36 4 Vyhodnocení... 41 Literatura... 42 Seznam příloh... 44 A. Konfigurace úloh... 45 A.1 Úloha - RIPv2... 45 vi
A.2 Úloha - Inter-VLAN Routing... 47 A.3 Úloha - OSPF Single Area... 48 A.4 Úloha - MPLS VPN... 50 vii
Seznam obrázků Obr. 1 Dialog pro přidání nového Cisco směrovače včetně seznamu již přidaných... 11 Obr. 2 Ikony seskupující zařízení stejného typu... 12 Obr. 3 Konfigurace směrovače z grafického prostředí... 12 Obr. 4 Příklad topologie vytvořenou v GNS3... 13 Obr. 5 Konfigurace nástroje Cloud... 13 Obr. 6 Prostředí simulačního softwaru Packet Tracer... 14 Obr. 7 Prostředí simulačního softwaru ensp... 15 Obr. 8 Výukové pracoviště... 17 Obr. 9 Příklad zapojení výukového pracoviště... 18 Obr. 10 Nastavení programu PuTTY pro komunikaci se směrovačem Cisco... 19 Obr. 11 Konzolový kabel pro konfiguraci zařízení Cisco... 19 Obr. 12 Topologie k úloze RIPv2... 20 Obr. 13 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze RIPv2... 21 Obr. 14 Topologie k úloze Inter-VLAN Routing... 25 Obr. 15 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze Inter-VLAN Routing... 26 Obr. 16 Nastavení přepínače v úloze Inter-VLAN Routing... 27 Obr. 17 Topologie k úloze OSPF Single Area... 29 Obr. 18 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze OSPF Single Area... 30 Obr. 19 Topologie k úloze MPLS VPN... 34 Obr. 20 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze MPLS VPN... 35 Obr. 21 Záhlaví MPLS... 35 Seznam tabulek Tab. 1 Porovnání příkazů pro nastavení zařízení od společnosti Cisco a Huawei... 16 Tab. 2 Porovnání vlastností síťových simulátorů... 16 Tab. 3 Tabulka IP adres k úloze RIPv2... 21 Tab. 4 Tabulka IP adres k úloze Inter-VLAN Routing... 25 Tab. 5 Tabulka IP adres k úloze OSPF Single Area... 30 Tab. 6 Tabulka IP adres k úloze MPLS VPN... 35 viii
Úvod V dnešní době je velmi důležité každou změnu v síti podrobně testovat a analyzovat. Nevhodný zásah v podobě např. špatně nastaveného směrovače, může vést k nestabilitě sítě popřípadě i k výpadkům. Simulátory síťového prostředí nám pomáhají těmto problémům předcházet, jelikož většina z nich umožňuje podrobně napodobit (simulovat) a analyzovat reálné situace. Využijí je tedy IT technici, ale i studenti a učitelé, protože ušetří nemalé prostředky, které by byly zapotřebí na koupi reálných zařízení. Jedni z nejznámějších simulátorů jsou Paket Tracer od společnosti Cisco sloužící pro výukové účely v Cisco Networking Academy nebo GNS3. Nespornou výhodou některých simulátorů je možnost propojení simulované sítě s reálnou. Otevírají se nám nové možnosti testování. Jsme schopni k již běžící síti připojit síť simulovanou a sledovat chování obou sítí. Cílem této práce je otestovat možnosti propojení simulované sítě se sítí reálnou v několika simulátorech síťového prostředí, vytvořit testovací pracoviště a s důrazem na toto propojování vytvořit vzorové laboratorní úlohy. Výhodou tohoto řešení je, že student se naučí pracovat jak se simulačním softwarem, tak i s reálným hardwarem. Samotné úlohy jsou rozděleny na zadání včetně topologie, rozboru a postupu řešení. S vedoucím práce bylo dohodnuto, že laboratorní úlohy budou vytvořeny v prostředí simulačního softwaru GNS3. 9
1 Simulátory síťového prostředí Pro analýzu propojení simulované a reálné sítě byly zvoleny tři simulátory. Dva z nich pocházení od světoznámých výrobců aktivních síťových prvků - Cisco a Huawei. Jako třetí byl zvolen simulátor GNS3, který je vyvíjen pod licencí GPLv3 [1]. Tomuto nástroji je věnována větší pozornost, jelikož v něm jsou realizovány laboratorní úlohy. V této kapitole se se všemi třemi simulátory seznámíme a v závěru shrneme jejich vlastnosti. 1.1 GNS3 GNS3 (Graphic Network Simulator) je grafický simulační software datových sítí. Na rozdíl např. od Cisco Paket Traceru je tento software open-source a tedy i zdarma. Slouží jako grafická nadstavba k emulátoru Dynamips, který je také open-source a který nám zajišťuje emulaci síťových prvků, jako jsou např. Cisco směrovače, PIX firewally, Juniper směrovače a další, nicméně neumí emulovat Cisco přepínače. Jediné tedy, co při využívání tohoto nástroje není zdarma, jsou operační systémy (IOS) od firmy Cisco, které jsou potřeba, protože Dynamips emuluje pouze hardware a software tedy IOS musíme dodat jako je v případě emulace operačních systémů. [2] GNS3 je velice využívaný nástroj pro přípravu k Cisco certifikacím, jako je např. CCNA. Dá se ale využít k testování provozu a chování zařízení (např. při kybernetickém útoku) jelikož jeho velkou předností je možnost propojení simulované sítě se sítí reálnou skrze síťovou kartu počítače. Další velkou předností je, že můžeme virtualizovaný počítač ve VirtualBoxu nebo VMWaru přímo připojit k simulované síti. Projekt GNS3 má velice rozšířenou komunitu lidí, kteří tvoří podporu, a tak jsou vždy ochotni poradit na oficiálním fóru. Též najdeme mnoho videií s návody na webu YouTube [3]. Podporované operační systémy jsou Microsoft Windows, Linux a Apple Mac OS. Instalace a základní nastavení Pro stažení instalačního balíčku musíme navštívit stránku společnosti GNS3 Technologies Inc. [4] a zaregistrovat se. Po provedení registračního procesu nám bude umožněno stáhnout instalátor, který obsahuje vše, co budeme pro simulaci sítě potřebovat. Během instalace si ovšem můžeme vybrat, jestli se má instalovat vše nebo jen něco. Dokumentaci k instalaci, která obsahuje popis instalace na všech podporovaných OS, najdeme též na stránkách společnosti [4], samozřejmě vše v angličtině. [5] 10
Přidání nového směrovače Před přidáním nového směrovače do prostředí GNS3 si připravíme image IOS. Existuje mnoho verzí, které jsou určené pro různé typy zařízení. Software podporuje následující řady směrovačů: c1700, c2600, c3600, c3700, c7200. Přidání směrovače provedeme následujícím postupem [6]: - Spustíme program GNS3 - v horní liště zvolíme Edit a z rozevíracího seznamu Preferences zobrazí se okno s nastavením - Zvolíme záložku Dynamips a vybereme IOS routers viz Obr. 1 - V dolní části okna klikneme na New a následně vybere cestu k IOS, který chceme nahrát. - Program by měl sám rozpoznat zařízení, které náleží k tomuto IOS a doplnit název - Následuje nastavení velikost RAM a Flash - Dále můžeme přidat moduly - ať už ethernetové či sériové - V závěru nastavíme tzv. Idle-PC, toto je velice důležité a sníží to značně vytížení procesoru, lze popřípadě změnit v nastavení zařízení Obr. 1 Dialog pro přidání nového Cisco směrovače včetně seznamu již přidaných 11
Vytvoření projektu a topologie Po spuštění GNS3 se nám zobrazí dialog pro vytvoření nového projektu nebo otevření dříve uloženého. Pojmenujeme nový projekt, zvolíme cestu, kam se má uložit a klikneme na OK. Topologii vytvoříme následujícím postupem: - Na levé straně hlavního okna programu máme řadu ikon s motivem zařízení, které daná ikona seskupuje směrovače, přepínače, koncová zařízení PC, firewally, pak je zde ikonka která nám zobrazí seznam všech zařízení dohromady a ikona s motivem kabelu s koncovkou, kterou využijeme při spojování zařízení viz Obr. 2 - Zařízení přidáme tak, že ho přetáhneme ze seznamu do vedlejšího okna, kde vytváříme topologii. - Propojení zařízení s jiným probíhá tak, že klikneme na ikonu propojení (motiv kabel s koncovkou) klikneme na zařízení, zvolíme port a následně klikneme na druhé zařízení a také zvolíme port. Tím se nám zařízení propojí. - Dále jsou možnosti vytváření popisků a jiné grafické úpravy včetně zobrazení připojených portů. - Síťové prvky se nastavují standardně pomocí konzole, jako to známe z reálných sítí ovšem některá nastavení jako je např. název, velikost pamětí či rozšiřující karty zařízení lze nastavit i v grafickém režimu viz Obr. 3 - Zařízení typu Cloud je most mezi simulovanou sítí a reálnou sítí viz Obr. 5 Obr. 2 Ikony seskupující zařízení stejného typu Obr. 3 Konfigurace směrovače z grafického prostředí 12
Obr. 4 Příklad topologie vytvořenou v GNS3 Nástroj Cloud GNS3 umožňuje propojit simulovanou síť se sítí reálnou. Tato funkce je docílena pomocí nástroje Cloud, které nám vytváří most mezi reálnou a simulovanou sítí. Na Obr. 5 vidíme nastavení Cloudu, ve kterém vybereme fyzické síťové adaptéry počítače, přes které chceme, aby simulovaná síť komunikovala s reálnou, a naopak a následně připojíme virtuální zařízení ke Cloudu stejným způsobem, jako při vytváření topologie. Toto je veliká výhoda oproti Cisco Packet Traceru, který tuto funkci neumožňuje. Obr. 5 Konfigurace nástroje Cloud 13
Pro správný a spolehlivý chod této funkce je nutné, aby byl GNS3 spuštěn jako správce, jinak není možné přistupovat k síťovým kartám hostujícího operačního systému přímo v programu. Zvolená síťová karta musí být v promiskuitním režimu a při vlastním provozu se chová transparentně. [7] 1.2 Cisco Packet Tracer Packet Tracer je nástroj pro simulaci datových sítí od společnosti Cisco Systems, Inc. [8]. Je navržen tak, aby nenáročnou a zároveň profesionální formou umožnil vzdělání v oblasti datových sítí a zvýšil interakci mezi studenty a instruktory. Umožňuje velice podrobnou simulaci datových sítí s velikou škálou zařízení a nastavení doprovázené intuitivní grafickou reprezentací. Jeho značnou nevýhodou je, že nepodporuje propojení s reálnou sítí. Tento software se hojně využívá ve výukových kurzech CCNA, CCNP apod. vzhledem k tomu, že do veliké míry nahrazuje fyzická zařízení, ovšem ne všechna nastavení, která umožnují fyzická zařízení, jsou Packet Tracerem podporována. Jelikož je tento software velmi populární, už kvůli rozšíření produktů od firmy Cisco Systems, najdeme pro něj mnoho výukových materiálů od návodů až po připravené výukové LABy. Tento software je zdarma pro instruktory, studenty a absolventy programu Cisco Networking Academy. [9] Obr. 6 Prostředí simulačního softwaru Packet Tracer 14
1.3 Huawei ensp ensp (Enterprise Network Simulation Platform) je simulační nástroj od firmy Huawei Technologies Co. Ltd. [10]. Tato firma je největším světovým výrobcem telekomunikačních zařízení. Je tedy pochopitelné, že bylo třeba vytvořit software, ve kterém lze tato zařízení testovat. Umožňuje simulovat datové sítě pouze se zařízeními Huawei, ovšem pokud je potřeba testovat rozsáhlé sítě ve které jsou i zařízení jiných výrobců, lze propojit ensp např. s GNS3, které umožňuje emulovat zařízení Cisco a Juniper, pomocí nástroje Cloud. Cloud pracuje obdobně, jako v případě simulátoru GNS3, a proto už tu jeho činnost popisovat nebudeme. Síťové prvky od firmy Huawei se konfigurují velice obdobně jako zařízení od firmy Cisco, a proto není velký problém pro IT administrátory konfigurovat zařízení od obou výrobců. V Tab. 1 najdeme srovnání některých příkazů. ensp je po registraci na webových stránkách společnosti Huawei k dispozici zdarma. [11] Obr. 7 Prostředí simulačního softwaru ensp 15
Příkaz Cisco configure terminal hostname hostname interface interface-name ip address ip-address mask router rip no auto-summary ip router show ip route show running-configuration erase exit Příkaz Huawei system sysname sysname interface interface-name ip address ip-address mask rip undo summary ip route-static display ip routing-table display current-configuration delete quit Tab. 1 Porovnání příkazů pro nastavení zařízení od společnosti Cisco a Huawei 1.4 Porovnání Každý z výše uvedených simulátorů má své klady i zápory, v Tab. 2 najdeme přehledné porovnání funkcí. Z tabulky vyplývá, že nejvíce kladů má simulátor GNS3. Ovšem pro realizaci simulací v tomto nástroji je třeba, abychom disponovali obrazy operačního systému pro síťové prvky od firmy Cisco popřípadě Juniper, jelikož GNS3 zařízení emuluje a chová se tedy obdobně jako VirtualBox nebo VMWare. Další problém by se mohl jevit v tom, že ho nevyvíjí přímo výrobce zařízení a mohly by vznikat nedostatky se správným odladěním simulovaných zařízení. Toto je vyřešeno tím, že jako jediný z testované trojice síťové prvky nesimuluje, ale emuluje a tím je zajištěna velmi dobrá napodobenina reálného zařízení. Cisco Packet Tracer nedisponuje žádnou z testovaných funkcí nicméně vzhledem k tomu, že je určen primárně pro studenty a instruktory programu Cisco Networking Academy, je pro tyto účely dostačující. Na druhou stranu, součástí instalace je nejvíce vzorových topologií. GNS3 Cisco Packet Tracer Huawei ensp Propojení s reálnou sítí Ano Ne Ano Přidání vlastních zařízení Ano Ne Ne Emulace zařízení Ano Ne Ne Propojení s VM přímo v simulátoru Ano Ne Ne Dostupnost Zdarma* Zdarma** Zdarma*** Velikost po instalaci 130 MB 167 MB 1,44 GB Vyvíjen výrobcem zařízení Ne Ano Ano Vzorové topologie (obsažené v instalaci) Ne Ano Ano * Zdarma po registraci, je nutné disponovat operačními systémy pro síťové prvky ** Zdarma pro studenty a instruktory programu Cisco Networking Academy *** Zdarma po registraci Tab. 2 Porovnání vlastností síťových simulátorů 16
2 Výukové pracoviště V rámci testování možností spojení simulované a reálné sítě bylo vytvořeno výukové pracoviště skládající se ze zařízení od firmy Cisco a 3Com viz Obr. 8. Konkrétně jde o dva směrovače řady 1841, jeden směrovač řady 2611XM, dva přepínače řady 2950 a jeden přepínač řady 3750. V případě potřeby analýzy komunikace je přítomen i hub od firmy 3Com. Ve směrovačích Cisco 1841 jsou dostupné přídavné karty typu WIC-2A/S, které slouží k propojení zařízení sériovou linkou. Pro instalaci simulačních programů byl použit notebook DELL Vostro 3560 s jednou integrovanou síťovou kartou a jednou externí síťovou kartou. Operační systém byl zvolen Windows 10. Vzhledem k tomu, že poslední verze GNS3 (1.4.5) doporučuje, aby software běžel ve virtuálním počítači, byla zvolena starší verze (1.3.13), která je bez této funkcionality. Jednotlivé úlohy využívají pouze jeden směrovač Cisco 1841, nicméně každou lze modifikovat tak, aby byly využity další fyzické prvky. Záleží pouze na tom, do jaké míry chceme využít reálnou/simulovanou síť. Stejně tak lze většinu úloh realizovat celé buď v simulovaném prostředí, nebo v reálném. Obr. 8 Výukové pracoviště Na Obr. 9 vidíme, jak by mohlo spojení simulované sítě s reálnou například vypadat. V případě analýzy komunikace lze mezi dva směrovače zapojit hub a např. programem WireShark [12] odchytávat a analyzovat komunikaci. 17
Obr. 9 Příklad zapojení výukového pracoviště Pro prvotní konfiguraci zařízení od společnosti Cisco propojíme PC a směrovač nebo přepínač modrým konzolovým (rollover) kabelem zapojeným do rozhraní s názvem CONSOLE a na PC bude využit program PuTTY podporující sériovou konektivitu. Tento kabel má na straně jedné konektor RJ-45 a na druhé RS-232. Nastavení programu najdeme na Obr. 10. Konfigurace směrovače probíhá shodně v reálném i simulovaném prostředí díky tomu, že GNS3 zařízení emuluje. Pro správnou funkci propojení sítí je zapotřebí správně nastavit síťová rozhraní na PC. Především jde o zapnutí promiskuitního režimu. Tento režim nám zajistí, že síťové rozhraní bude přijímat i pakety, které nejsou určené přímo pro něj a může tedy s nimi i pracovat. Pokud by byl promiskuitní režim vypnutý, síťová karta by filtrovala provoz a k operačnímu systému by se dostaly pouze pakety, které jsou určené jen pro dané rozhraní a žádné jiné. V praxi by to například znamenalo, že by při dynamickém routování nefungovala výměna routovacích tabulek mezi směrovači v reálné a simulované síti, jelikož by probíhala filtrace paketů nesoucí tuto informaci a síťová karta by tyto pakety zahazovala. [13] Dále je zapotřebí, aby bylo GNS3 spuštěno jako správce, kvůli tomu, aby mělo plný přístup k síťovým rozhraním. 18
V případě, že požadujeme, aby se skrze síťové rozhraní přeposílaly ethernetové rámce rozšířené o číslo virtuální sítě (VLAN) dle standartu 802.1q (úloha Inter-VLAN Routing), je důležité, abychom v systémovém registru nalezli položku HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\{4D36E972- E325-11CE-BFC1-08002BE10318}\00nn kde nn číslo síťového rozhraní a zkontrolovali, zda obsahuje položku MonitorModeEnabled a její hodnota je 1. V případě že položka neexistuje, vytvoříme ji. [14] Tím zajistíme, že síťová karta nebude v ethernetovém rámci odstraňovat informaci o přiřazení paketu do VLAN sítě. Obr. 10 Nastavení programu PuTTY pro komunikaci se směrovačem Cisco Obr. 11 Konzolový kabel pro konfiguraci zařízení Cisco [22] 19
3 Laboratorní úlohy V této kapitole se nacházejí čtyři laboratorní úlohy, které jsou seřazené od nejjednodušší po složitější. V každé z nich je kladen důraz na využití propojení mezi reálnou a simulovanou sítí. Jednotlivé úlohy obsahují zadání s topologií, rozbor a postup řešení. Témata jednotlivých úloh jsou: - RIPv2 - Inter-VLAN Routing - OSPF Single Area - MPLS VPN 3.1 Úloha RIPv2 Tato úloha se zabývá implementací dynamického routovacího protokolu RIPv2 v simulované síti, kde jeden směrovač typu Cisco 1841 je fyzický. Zadání a topologie Zadání: - V prostředí simulačního softwaru GNS3 a jednoho reálného směrovače realizujte dynamické směrování protokolem RIPv2 - Uvažujte topologii dle Obr. 12 - Funkčnost zkontrolujte příkazem ping z PC1 i PC2 a to se zapojenou sériovou linkou mezi R2 a R3 i bez ní Obr. 12 Topologie k úloze RIPv2 20
Zařízení Rozhraní IP adresa Gateway DTE/DCE PC1 e0 192.168.1.2 192.168.1.1 - PC2 e0 192.168.2.2 192.168.2.1 - R1 f0/0 10.1.3.1 - - f0/1 10.1.2.1 - - f0/0 10.1.3.2 - - R2 f1/0 192.168.1.1 - - s0/0 10.1.1.1 - DTE f0/1 10.1.2.2 - - R3 f1/0 192.168.2.1 - - s0/0 10.1.1.2 - DCE Tab. 3 Tabulka IP adres k úloze RIPv2 Rozbor úlohy V této úloze budeme nastavovat 2 virtuální a jeden fyzický směrovač. Směrovače R2 a R3 budou spojeny sériovým kabelem a R2 bude zdroj taktu. R1 (Cisco 1841) bude připojen k R2 a R3 přes fyzická síťová rozhraní hostitelského počítače a dále pomocí nástroje Cloud připojeny do simulované sítě. Pro připojení R1 k fyzickým síťovým rozhraním hostitele využijeme ethernetové porty FE 0/0 a FE 0/1 viz Obr. 13. Jako emulovaná zařízení použijeme dva směrovače typu Cisco 2961, dva ethernetové přepínače a dva virtuální počítače (VPCS). Na všech směrovačích bude zajištěna výměna routovacích tabulek protokolem RIPv2. Routovací protokol RIPv2 Obr. 13 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze RIPv2 RIPv2 (Routing Information Protocol version 2) je směrovací protokol umožňující směrovačům výměnu routovacích tabulek a tím reagovat na změny topologie sítě. RIP se řadí do skupiny distance-vector protokolů využívající Bellmanův-Fordův algoritmus pro určení nejkratší cesty v síti. Metrikou směrování je počet skoků (směrovačů) k cílové síti. Tento počet je omezen na 15, 16 hopů je bráno jako nekonečná vzdálenost a využívá se pro označení nepoužitelných tras. V dnešní době již není vhodné tento protokol nasazovat vzhledem ke svému omezení vůči ostatním směrovacím protokolům jako je OSPF nebo EIGRP. Pro tuto laboratorní úlohu je však zcela dostačující. [15] 21
Postup řešení Na Obr. 12 vidíme rozdělení na simulovanou a reálnou část sítě. Nejprve nastavíme simulovanou část a až poté část reálnou. IP adresy přidělíme a nastavíme zařízením dle Tab. 3 PC1: Pro nastavení IP adresy zadáme příkaz: PC1> ip 192.168.1.2/24 192.168.1.1 Správnost nastavení zkontrolujeme příkazem: PC1> show Totéž zopakujeme pro PC2. R2: Příklad konfigurace síťového rozhraní na Cisco směrovači. R2# configure terminal R2(config)# interface fastethernet0/0 R2(config-if)# ip address 10.1.3.2 255.255.255.0 R2(config-if)# no shutdown R2(config-if)# exit Obdobným způsobem nastavíme i ostatní rozhraní na směrovači R2. U sériového rozhraní nesmíme zapomenout na příkaz clock rate, který určuje hodinový takt sériové linky. Nastavení a zapnutí RIP protokolu Pro správnou funkci RIP protokolu postačí, aby byly zadány přímo připojené sítě k směrovači. Následně jsou informace o připojených sítí distribuovány směrem k ostatním směrovačům. [16] R2(config)# router RIP R2(config-router)# version 2 R2(config-router)# no auto-summary R2(config-router)# network 10.1.3.0 R2(config-router)# network 192.168.1.0 R2(config-router)# network 10.1.1.0 R2(config-if)# exit 22
R3: Stejným způsobem jako R2 nastavíme i R3, pouze u sériového rozhraní nezadáváme příkaz clock rate, protože R3 pouze poslouchá, takt poskytuje R2. Pro kontrolu funkčnosti protokolu použijte příkaz: R1# show ip rip database Z výpisu je zřejmé, že směrovač je obeznámen se všemi sítěmi v této úloze: Router#show ip rip database 10.0.0.0/8 auto-summary 10.1.1.0/24 [1] via 10.1.2.2, 00:00:45, FastEthernet0/1 [1] via 10.1.3.2, 00:00:40, FastEthernet0/0 10.1.2.0/24 directly connected, FastEthernet0/1 10.1.3.0/24 directly connected, FastEthernet0/0 192.168.1.0/24 auto-summary 192.168.1.0/24 [1] via 10.1.3.2, 00:00:40, FastEthernet0/0 192.168.2.0/24 auto-summary 192.168.2.0/24 [1] via 10.1.2.2, 00:00:45, FastEthernet0/1 Tento příkaz použijte pro kontrolu i na zbylých směrovačích. Nyní jsou nakonfigurovány všechny prvky sítě a můžeme začít zkoušet komunikaci mezi PC1 a PC2. Klikněte pravým tlačítkem myši na spojení mezi R2 a R3 a zvolte Start capture. Otevře se nám WireShark a okamžitě nám začne odchytávat veškerou komunikaci mezi těmito směrovači. Do konzole PC1 zadejte příkaz ping a adresu PC2. Ve WireSharku můžeme pozorovat ICMP pakety, kterými se PC1 a PC2 dorozumívají. Jak bylo řečeno v úvodu, protokol RIPv2 využívá k určení optimální cesty počet směrovačů od zdroje k cíli. Sériová linka mezi R2 a R3 je opravdu nejkratší cesta od PC1 k PC2 a tudíž RIPv2 zvolil správnou cestu. Nyní smažte sériové spojení mezi R2 a R3 a vyčkejte přibližně 30 sekund, než se obnoví routovací tabulky. Poté opět vyzkoušejte komunikaci mezi PC1 a PC2. Pokud Vám PC2 odpoví, RIPv2 je nakonfigurován správně a je schopný reagovat na změny v topologii sítě. 23
Můžete si ještě ověřit, kudy paket putuje naší sítí příkazem: PC1> trace 192.168.2.2 Dostanete výpis vstupních portů zařízení, která paket zpracovávala: PC1> trace 192.168.2.2 trace to 192.168.2.2, 8 hops max, press Ctrl+C to stop 1 192.168.1.1 10.533 ms 9.010 ms 9.009 ms 2 10.1.3.1 19.017 ms 19.580 ms 19.010 ms 3 10.1.2.2 29.019 ms 28.023 ms 29.612 ms 4 *192.168.2.2 39.029 ms (ICMP type:3, code:3, Destination port unreachable) 24
3.2 Úloha Inter-VLAN Routing Tato laboratorní úloha se zabývá virtuálními LAN sítěmi a komunikací mezi nimi. Jako fyzický směrovač bude použit Cisco 1841. Zadání a topologie Zadání: - V prostředí simulačního softwaru GNS3 a jednoho reálného směrovače realizujte komunikaci mezi dvěma virtuálními sítěmi - Uvažujte topologii dle Obr. 14 - Funkčnost ověřte příkazem ping z PC1 na PC4 i opačně Obr. 14 Topologie k úloze Inter-VLAN Routing Zařízení Rozhraní IP adresa Gateway VLAN PC1 e0 192.168.10.2 192.168.10.1 10 PC2 e0 192.168.20.2 192.168.20.1 20 PC3 e0 192.168.10.3 192.168.10.1 10 PC4 e0 192.168.20.3 192.168.20.1 20 f0/0.1 192.168.1.1 - - R1 f0/0.10 192.168.10.1-10 f0/0.20 192.168.20.1-20 Tab. 4 Tabulka IP adres k úloze Inter-VLAN Routing 25
Rozbor úlohy V této úloze budeme nastavovat dva virtuální přepínače a jeden fyzický směrovač, který bude zajišťovat routing mezi VLAN sítěmi. Směrovač R1 (Cisco 1841) bude připojen k přepínači přes fyzické síťové rozhraní hostitelského počítače a dále pomocí nástroje Cloud připojen do simulované sítě. Pro připojení R1 k fyzickému síťovému rozhraní hostitele využijeme ethernetový port FE 0/0 viz Obr. 15. Jako emulovaná zařízení použijeme dva ethernetové přepínače a čtyři virtuální počítače (VPCS). Dva počítače budou ve VLAN síti 10 a dva ve VLAN síti 20 Virtuální LAN síť (VLAN) V dnešní době se virtuální LAN sítě hojně používají. Podstata spočívá v tom, že na jednom nebo více fyzických zařízení (přepínače) dokážeme vytvořit více LAN sítí, které jsou sice virtuální, nicméně chovají se jako obyčejné LAN sítě. VLANy mezi s sebou mohou a taky nemusí komunikovat. Jestliže potřebujeme, aby mezi sebou komunikovali, spojíme je ve směrovači (stejně jako standartní LAN sítě). K tomuto účelu se používají virtuální rozhraní (Sub-interfaces). Pokud chceme, aby přepínače mezi sebou komunikovali a přenášely mezi sebou informace o virtuálních LAN sítích, musíme na portech, kterými jsou spojeny, aktivovat trunk režim. Port v režimu trunk nám umožní přenášet informace o více virtuálních sítích, kdežto režim access je určen pouze pro komunikaci v jedné virtuální síti. [17] Postup řešení Na Obr. 14 vidíme rozdělení na simulovanou a reálnou část sítě. Nejprve nastavíme simulovanou část a až poté část reálnou. IP adresy přidělíme a nastavíme zařízením dle Tab. 4 PC1: Pro nastavení IP adresy zadáme příkaz: PC1> ip 192.168.10.2/24 192.168.10.1 Správnost nastavení zkontrolujeme příkazem: PC1> show Obr. 15 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze Inter-VLAN Routing Stejným způsobem nastavíme i PC2, PC3 a PC4 26
SW1: Klikneme pravým tlačítkem na ikonu přepínače a zvolíme Configure. Přepínač nastavíme podle Obr. 16 Nastavení znamená, že porty 1 a 2 je nastaveny pro zapouzdření (enkapsulaci) ethernetových rámců dle standardu IEEE 802.1Q. Tento standard přidá do hlavičky ethernetového rámce informaci o tom, do jaké VLANy rámec patří. Porty 3, 4 jsou přístupové porty pro PC1 a PC2 a definují nám, do které VLANy daný PC patří. SW2: Přepínač SW2 bude nastaven shodně jako SW1. Port č. 1 nastavovat nemusíme, jelikož není připojen k žádnému zařízení. Nyní si můžeme ověřit příkazem ping například z PC1 na PC2, že sítě mezi sebou nekomunikují, jelikož není nastaven směrovač R1: PC1> ping 192.168.20.2 Obr. 16 Nastavení přepínače v úloze Inter-VLAN Routing host (192.168.10.1) not reachable V tuto chvíli máme nastavenou simulovanou část sítě a přejde ke konfiguraci reálného směrovače R1. Pro každou virtuální LAN musíme vytvořit sub-interface, nastavit zapouzdřování 802.1Q a přiřadit IP adresu. Po vytvoření se sub-interface chová stejně, jako fyzický interface. Před tím, než nastavíte IP adresu virtuálnímu rozhraní, musíte nastavit typ enkapsulace. 27
Nastavení virtuálních rozhraní pro jednotlivé virtuální LAN sítě: R1# configure terminal R1(config)# interface fastethernet0/0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# interface fastethernet0/0.1 R1(config-subif)# encapsulation dot1q 1 native R1(config-subif)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 R1(config-subif)# interface fastethernet0/0.10 R1(config-subif)# encapsulation dot1q 10 R1(config-subif)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 R1(config-subif)# interface fastethernet0/0.20 R1(config-subif)# encapsulation dot1q 20 R1(config-subif)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 R1(config-subif)# exit Následujícím příkazem zkontrolujeme nastavení: Router# show vlans Příkazem ping otestujeme správnost nastavení. 28
3.3 Úloha OSPF Single Area V této úloze se budeme zabývat implementací routovacího protokolu OSPF Single Area v síti obsahující 3 virtuální směrovače Cisco 2951 a jeden fyzický směrovač Cisco 1841. Zadání a topologie Zadání: - V prostředí simulačního softwaru GNS3 a jednoho reálného směrovače realizujte dynamické směrování protokolem OSPF - Všechny sítě umístěte do oblasti (Area) 0 - Uvažujte topologii dle Obr. 17 - Správnou funkčnost směrování ověřte několikrát příkazem ping a trace. Před zadáním příkazů vždy odstraňte jiné spojení mezi směrovači. Obr. 17 Topologie k úloze OSPF Single Area Rozbor úlohy V této úloze budeme nastavovat tři virtuální a jeden fyzický směrovač. Směrovače R2 a R3 budou spojeny sériovým kabelem s R4, který bude pro obě spojení poskytovat zdroj taktu. R1 (Cisco 1841) bude připojen k R2 a R3 přes fyzická síťová rozhraní hostitelského počítače a dále pomocí nástroje Cloud připojeny do simulované sítě. Pro připojení R1 k fyzickým síťovým rozhraním hostitele využijeme ethernetové porty FE 0/0 a FE 0/1 viz Obr. 18. 29
Zařízení Rozhraní IP adresa Gateway DTE/DCE PC1 e0 10.10.2.2 10.10.2.1 - PC2 e0 10.10.3.2 10.10.3.1 - PC3 e0 10.10.4.2 10.10.4.1 f0/0 192.168.1.1 - - R1 f0/1 192.168.4.1 - - Lo0 10.10.1.1 - f0/0 10.10.2.1 - - R2 f0/1 192.168.1.2 - - s0/3 192.168.2.1 - DTE f0/0 10.10.3.1 - - R3 f0/1 192.168.4.2 - - s0/2 192.168.3.1 - DTE f0/0 10.10.4.1 - - R4 s0/2 192.168.3.2 - DCE s0/3 192.168.2.2 - DCE Tab. 5 Tabulka IP adres k úloze OSPF Single Area Jako emulovaná zařízení použijeme tři směrovače typu Cisco 2961, tři ethernetové přepínače a tři virtuální počítače (VPCS). Na směrovači R1 bude nakonfigurováno rozhraní Loopback 0, které budeme využívat pro ověření funkčnosti routování místo přepínače a počítače. Na všech směrovačích bude zajištěna výměna routovacích tabulek protokolem OSPF. Obr. 18 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze OSPF Single Area Routovací protokol OSPF Protokol OSPF (Open Shortest Path First) můžeme zařadit do skupiny směrovacích protokolů IGP - Interior Gateway Routing Protocols. Je tedy určen k použití uvnitř autonomního systému. Tento protokol je představitelem směrovacích směrovacích protokolů typu Link State. Směrovací protokoly se stavem linky vytváření v paměti směrovače topologii celé sítě, která se označuje jako Link State Database (LSDB). Nad touto databází společně s algoritmem Shortest Path First (SPF) provádí směrovač výpočty k nalezení nejvýhodnější cesty do jednotlivých sítí. OSPF je schopen pracovat i ve velikých sítích (oproti RIPv2). Této funkce je docíleno tím, že OSPF síť můžeme rozdělit do několika oblastí (Areas). Mezi jednotlivé oblasti se posílají pouze sumární informace. Výpočet SPF se také provádí pouze v jednotlivých oblastech. Změna topologie v jedné oblasti tedy nezpůsobí výpočet SPF v ostatních oblastech. 30
Metrikou tohoto protokolu pro určení nejvhodnější cesty do jiné sítě je cena (cost). Je to číslo od 1 do 65565. Každé rozhraní směrovače má přiřazenou cenu. Čim menší číslo, tím lepší je metrika a cesta bude více preferována. [18] [15] 1000000 šíř á / Postup řešení Na Obr. 17 vidíme rozdělení na simulovanou a reálnou část sítě. Nejprve nastavíme simulovanou část a až poté část reálnou. IP adresy přidělíme a nastavíme zařízením dle Tab. 5 PC1: Pro nastavení IP adresy zadáme příkaz: PC1> ip 10.10.2.2/24 10.10.2.1 Správnost nastavení zkontrolujeme příkazem: PC1> show Totéž zopakujeme pro PC2 i PC3. R2: Příklad konfigurace síťového rozhraní na Cisco směrovači. R2# configure terminal R2(config)# interface fastethernet0/0 R2(config-if)# ip address 10.10.2.1 255.255.255.0 R2(config-if)# no shutdown R2(config-if)# exit Obdobným způsobem nastavíme i ostatní rozhraní na směrovači R2. Vzhledem k tomu, že zdroj taktu poskytuje R4, příkaz clock rate u sériového rozhraní nezadáváme. Nastavení a zapnutí OSPF protokolu U protokolu OSPF musíme nakonfigurovat všechny přímo připojené sítě, inverzní masku těchto sítí a oblast, do které sítě patří. Inverzní maska (Wildcard mask) je speciální zápis síťové masky. Jedná se o opak ke klasické masce. Místo jedniček v binárním zápise se v tomto případě počítají nuly. Například ke klasické masce 255.255.255.0 odpovídá inverzní maska 0.0.0.255. [16] 31
R2(config)# router ospf 1 R2(config-router)# network 10.10.2.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 R2(config-if)# exit R3: Směrovač R3 nastavíme shodně jako R2, pouze změníme IP adresy a přímo připojené sítě. R4: V případě směrovače R4 bude nastavení probíhat shodně jako u R2 a R3. Dle Tab. 5 poskytuje hodinový takt sériovým linkám R2-R4 a R3-R4. V nastavení příslušného rozhraní musíme nastavit přikazem clock rate takt hodin, jinak nám spojení nebude fungovat. V tuto chvíli je dokončena konfigurace simulované sítě a nyní bude konfigurována část reálná. Směrovač R1 bude nastaven shodně jako R2, R3 a R4. Rozhraní Loopback 0 nastavíme následujícím způsobem: R2(config)# interface loopback0 R2(config-if)# ip address 10.10.1.1 255.255.255.0 R2(config-if)# no shutdown R2(config-if)# exit Pro kontrolu funkčnosti protokolu a zjištění, zda má směrovač přístup ke všem sítím, použijte příkaz: R4# show ip route R4#show ip route O 192.168.4.0/24 [110/128] via 192.168.3.1, 00:00:09, Serial0/2 10.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnets O 10.10.1.0 [110/129] via 192.168.3.1, 00:00:09, Serial0/2 [110/129] via 192.168.2.1, 00:00:09, Serial0/3 O O C O C C 10.10.2.0 [110/65] via 192.168.2.1, 00:00:09, Serial0/3 10.10.3.0 [110/65] via 192.168.3.1, 00:00:09, Serial0/2 10.10.4.0 is directly connected, FastEthernet0/0 192.168.1.0/24 [110/128] via 192.168.2.1, 00:00:09, Serial0/3 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial0/3 192.168.3.0/24 is directly connected, Serial0/2 32
Z výpisu je zřejmé, že směrovač je obeznámen se všemi sítěmi v této úloze. Příznak o značí, že síť byla přidána dynamickým směrovacím protokolem OSPF. Nyní příkazy ping a trace otestujeme správné nastavení sítě. Vyzkoušejte i rozpojení některých spojení a pomocí příkazu trace sledujte, jak se změní cesta paketu od zdroje k cíli. 33
3.4 Úloha MPLS VPN Tato úloha se zabývá nastavením sítě MPLS (Multi-Protocol Label Switching) včetně propojení dvou vzdálených sítí pomocí VPN (Virtual Private Network). [19] Zadání a topologie Zadání: - V prostředí simulačního softwaru GNS3 a jednoho reálného směrovače nakonfigurujte síť MPLS - Technologií VPN propojte dvě pobočky jedné firmy - Uvažujte topologii dle Obr. 19 - Správnou funkčnost sítě ověřte příkazem ping z pobočky 1 do pobočky 2 a opačně. Příkazem trace sledujte cestu paketu. Obr. 19 Topologie k úloze MPLS VPN Rozbor úlohy V této úloze budeme nastavovat čtyři virtuální a jeden fyzický směrovač. Směrovače R2 a R3 budou hraničními směrovači mezi MPLS sítí a pobočkovými sítěmi. R1 (Cisco 1841) bude připojen k R2 a R3 přes fyzická síťová rozhraní hostitelského počítače a dále pomocí nástroje Cloud připojeny do simulované sítě. Pro připojení R1 k fyzickým síťovým rozhraním hostitele využijeme ethernetové porty FE 0/0 a FE 0/1 viz Obr. 20. Jako emulovaná zařízení použijeme čtyři směrovače typu Cisco 3640, dva ethernetové přepínače a čtyři virtuální počítače (VPCS). Na všech směrovačích bude nakonfigurováno rozhraní Loopback 0, kterým se bude směrovač identifikovat v síti. 34
Zařízení Rozhraní IP adresa Gateway DTE/DCE PC1 e0 172.16.10.2 172.16.10.1 - PC2 e0 172.16.10.3 172.16.10.1 - PC3 e0 172.16.20.2 172.16.20.1 - PC4 e0 172.16.20.3 172.16.20.1 - f0/0 192.168.2.1 - - R1 f0/1 192.168.1.1 - - Lo0 1.1.1.1 - - f1/0 192.168.2.2 - - R2 f3/0 10.10.20.1 - - Lo0 2.2.2.2 - - f0/0 192.168.1.2 - - R3 f3/0 10.10.10.1 - - Lo0 3.3.3.3 - - f0/0 10.10.10.2 - - R4 f1/0 172.16.10.1 - - Lo0 4.4.4.4 - - f0/0 10.10.20.2 - - R5 f1/0 172.16.20.1 - - Lo0 5.5.5.5 - - Tab. 6 Tabulka IP adres k úloze MPLS VPN V úloze se využívají tři směrovací protokoly OSPF, EIGRP a BGP. Protokolem OSPF probíhá směrování uvnitř MPLS sítě. Protokol EIGRP zde slouží jako směrovací protokol obou poboček. BGP protokol je nastaven pro přenos řídících informací pobočkového routovacího protokolu EIGRP. Technologie MPLS Obr. 20 Využívaná rozhraní směrovače Cisco 1841 v úloze MPLS VPN MPLS (Multi-Protocol Label Switching) vzniklo jako snaha spojit nejlepší vlastnosti sítí IP a ATM. Pakety jsou na vstupu do sítě označeny značkou (label). Směrovače se v síti MPLS nezajímají o obsah IP hlavičky, ale právě o label, který je primárně určen k určení dalšího bodu směrování. Tyto směrovače označujeme jako LSR (Label Switch Router). Label je součástí 32 bitového MPLS záhlaví a může být paketu přidělena dle cílové adresy a QoS parametrů, multicastové adresy nebo příslušnosti k VPN zákazníka. Celé MPLS záhlaví znázorňuje Obr. 21 Obr. 21 Záhlaví MPLS 35
Protokol MPLS bývá označován jako protokol 2+ vrstvy OSI modelu. Jeho záhlaví je součástí rámce druhé vrstvy a nachází se mezi záhlavím rámce (ethernet, PPP, ATM či Frame-Relay) a transportovaným IP paketem. EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) je dynamický směrovací protokol vyvinutý společností Cisco jako proprietární protokol. V roce 2013 byl zveřejněn jako volně dostupný standart. Patří do skupiny distance-vector protokolů (obdobně jako RIP). EIGRP je využíván ke směrování v rámci jednoho autonomního systému. Na rozdíl od ostatních známých směrovacích protokolů posílá pouze přírůstkové aktualizace routovacích tabulek, což snižuje nároky jak na zařízení, tak na síť. [20] [15] BGP Border Gateway Protocol (BGP) je dynamický směrovací protokol využívaný pro směrování mezi autonomními systémy (AS). Patří do rodiny protokolů Exterior Gateway Protocols - vnější směrovací protokoly. Pomocí BGP si hraniční směrovače vyměňují informace o sítích v jednotlivých autonomních systémech a také o tom, přes které AS se lze do jednotlivých sítí dostat. [21] [15] Postup řešení Na Obr. 19 vidíme rozdělení na síť MPLS a pobočkové sítě. Nejdříve nakonfigurujeme síť MPLS společně s fyzickým směrovačem a až poté pobočkové sítě. IP adresy přidělíme a nastavíme zařízením dle Tab. 6 R1: Příklad konfigurace síťového rozhraní na Cisco směrovači. R1# configure terminal R1(config)# interface fastethernet0/0 R1(config-if)# ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit Pro identifikaci směrovače v síti nastavíme rozhraní Loopback 0 R1(config)# interface loopback0 R1(config-if)# ip address 1.1.1.1 255.255.255.255 R1(config-if)# ip ospf network point-to-point R1(config-if)# no shutdown 36
Správnou konfiguraci IP adres ověříme příkazem R1# show ip interface brief Routování dynamickým protokolem OSPF R1(config)# router ospf 1 R1(config-router)# network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0 R1(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 R1(config-if)# exit MPLS zapneme příkazem R1(config-if)# mpls IP Tento příkaz musíme zadat u každého síťového rozhraní, který se nachází v síti MPLS. Kontrola, zda je MPLS zapnuto na všech požadovaných rozhraní R1# show mpls interfaces Interface IP Tunnel Operational FastEthernet0/0 Yes (ldp) No Yes FastEthernet1/0 Yes (ldp) No Yes Identifikace směrovače v síti podle adresy rozhraní Loopback 0 R1# mpls ldp router-id Loopback0 Konfigurace R2 a R3 bude probíhat obdobně, pouze s několika rozdíly: - V konfiguraci OSPF nebudeme zadávat síť, která je připojená k rozhraní fa3/0 jelikož tato síť už je v pobočkové části topologie - Aby se nešířily informace protokolem OSPF přes rozhraní fa3/0 do pobočkové sítě, zadáme příkaz R2(config-router)# passive-interface fa3/0 Nyní máme nastavenou síť MPLS a přistoupíme ke konfiguraci rozhraní MPLS VPN Vytvoříme vrf (Virtual Routing and Forwarding) a nazveme ho FIRMA. Provedeme nastavení RD (Route Distinguisher) a Route-target. Toto vrf přiřadíme rozhraní, ke kterému je připojena pobočka. Konfigurace je shodná na R2 i R3 R2(config)# ip vrf FIRMA R2(config-vrf)# rd 100:1 R2(config-vrf)# route-target both 1:100 R2(config)# interface fa3/0 R2(config-if)# ip vrf forwarding FIRMA 37
POZOR Během přiřazování vrf k rozhraní se vymaže IP adresa na daném rozhraní, je tedy potřeba jí nastavit znovu. V případě, že budete chtít vyzkoušet komunikaci z R3 na R4 popřípadě z R2 na R5, nelze to udělat pouze příkazem ping. R2# ping vrf FIRMA 10.10.20.2 Konfigurace EIGRP na R4 i R5 bude probíhat shodně, pouze zadáme příslušné sítě. R4(config)# router eigrp 100 R4(config-router)# network 10.10.10.0 0.0.0.255 R4(config-router)# network 172.16.10.0 0.0.0.255 R4(config-router)# network 4.4.4.4 0.0.0.0 R4(config-router)# no auto-summary R1(config-if)# exit EIGRP na R2 a R3 R2(config)# router eigrp 1 R2(config-router)# address-family ipv4 vrf FIRMA R2(config-router-af)# autonomous-system 100 R2(config-router-af)# network 10.10.20.0 0.0.0.255 R2(config-router-af)# no auto-summary Kontrola EIGRP sousedství R2#sh ip eigrp vrf FIRMA neighbors IP-EIGRP neighbors for process 100 H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq (sec) (ms) Cnt Num 0 10.10.20.2 Fa3/0 13 02:42:05 1254 5000 0 3 Konfiguraci protokolu BGP provedeme pouze na R2 a R3, jelikož slouží ke komunikaci mezi autonomními systémy R2(config)# router bgp1 R2(config-router)# neighbor 3.3.3.3 remote-as 1 R2(config-router)# neighbor 3.3.3.3 update-source loopback 0 R2(config-router)# address-family vpnv4 R2(config-router-af)# neighbor 3.3.3.3 activate R2(config-router-af)# neighbor 3.3.3.3 send-community extended Při konfiguraci BGP na směrovači R3, použijte místo příkazu R2(config-router-af)# neighbor 3.3.3.3 send-community extended 38
příkaz R3(config-router-af)# neighbor 2.2.2.2 send-community both Nyní už nám zbývá pouze nastavit redistribuci routovacích cest mezi BGP a EIGRP a naopak. R2(config)# router eigrp 1 R2(config-router)# address-family ipv4 vrf FIRMA R2(config-router-af)# redistribute bgp 1 metric 1500 400 20 20 1500 R2(config)# router bgp 1 R2(config-router)# address-family ipv4 vrf FIRMA R2(config-router-af)# redistribute eigrp 100 R2(config)# router bgp1 R2(config-router)# neighbor 3.3.3.3 remote-as 1 R2(config-router)# neighbor 3.3.3.3 update-source loopback 0 R2(config-router)# address-family vpnv4 R2(config-router-af)# neighbor 3.3.3.3 activate R2(config-router-af)# neighbor 3.3.3.3 send-community extended Provedeme kontrolu routovacích cest mezi oběma pobočkami R3# show ip route vrf FIRMA A pokud je vše správně nastaveno, měli bychom dostat následující výpis: R2#sh ip route vrf FIRMA Routing Table: FIRMA Gateway of last resort is not set 4.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets B 4.4.4.4 [200/156160] via 3.3.3.3, 00:08:45 5.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets D 5.5.5.5 [90/156160] via 10.10.20.2, 00:10:14, FastEthernet3/0 172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets D 172.16.20.0 [90/30720] via 10.10.20.2, 00:10:14, FastEthernet3/0 B 172.16.10.0 [200/30720] via 3.3.3.3, 00:08:45 10.0.0.0/24 is subnetted, 2 subnets B 10.10.10.0 [200/0] via 3.3.3.3, 00:08:45 C 10.10.20.0 is directly connected, FastEthernet3/0 Vidíme, že existují cesty z pobočky 2 na pobočku 1. Totéž zkontrolujeme i na R3. 39
Na závěr otestujeme příkazem ping komunikaci mezi oběma pobočkami. PC3> ping 172.16.10.2 84 bytes from 172.16.10.2 icmp_seq=1 ttl=59 time=71.047 ms 84 bytes from 172.16.10.2 icmp_seq=2 ttl=59 time=79.552 ms 84 bytes from 172.16.10.2 icmp_seq=3 ttl=59 time=79.552 ms 84 bytes from 172.16.10.2 icmp_seq=4 ttl=59 time=79.058 ms 84 bytes from 172.16.10.2 icmp_seq=5 ttl=59 time=79.552 ms 40
4 Vyhodnocení Cílem této práce bylo analyzovat možnosti propojení simulátorů síťových prostředí s reálnou sítí. Pro tyto účely byly zvoleny tři simulační nástroje - GNS3, Cisco Packet Tracer a Huawei ensp, kterým se podrobně věnuje první kapitola. Jako nejvhodnější se pro tyto účely jeví GNS3, ve kterém jsou realizovány laboratorní úlohy. Jeho nevýhoda je v tom, že pro realizaci simulace je zapotřebí, abychom disponovali obrazy operačních systémů pro síťové prvky. Na rozdíl od Cisco Packet Traceru a Huawei ensp totiž GNS3 síťové prvky nesimuluje, ale emuluje a tudíž se zařízení chovají obdobně, jako virtualizované počítače. Huawei ensp umožňuje také propojení simulované a reálné sítě, ovšem vzhledem k tomu, že ho vyvíjí společnost Huawei, lze simulace provádět pouze na zařízeních od tohoto výrobce. Cisco Packet Tracer neumožňuje propojení. V Tab. 2 najdeme přehledné porovnání a výsledky této analýzy. Dále bylo vytvořeno výukové pracoviště složené z aktivních síťových prvků od společnosti Cisco a 3com. Toto pracoviště je podrobně popsáno a vyobrazeno v kapitole 2. K němu lze připojit libovolný počítač nejlépe se dvěmi síťovými rozhraními a nainstalovaným softwarem GNS3. Pomocí nástroje Cloud je GNS3 propojen s reálnými síťovými prvky. Společně s výukovým pracovištěm vznikly i čtyři laboratorní úlohy zaměřené na směrování, přepínaní a technologii MPLS VPN. V těch úlohách je kladen důraz na využití propojení mezi simulovanou a reálnou sítí a v případě potřeby lze tyto úlohy snadno modifikovat např. využitím více fyzických zařízení. 41
Literatura [1] A Quick Guide to GPLv3 [online]. b.r. [cit. 2016-05-05]. Dostupné z: http://www.gnu.org/licenses/quick-guide-gplv3.html [2] VYSTRČIL, Martin. M-linux: Cisco network simulace [online]. b.r. [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: http://m-linux.cz/2014/02/cisco-network-simulace/ [3] YouTube, LLC [online]. b.r. [cit. 2016-02-24]. Dostupné z: https://www.youtube.com/ [4] GNS3 Technologies Inc. [online]. b.r. [cit. 2016-02-19]. Dostupné z: https://gns3.com/ [5] Dokumentace k programu GNS3 [online]. b.r. [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: https://www.gns3.com/support/docs/quick-start-guide-for-windows-us [6] VYSTRČIL, Martin. M-linux: GNS3 úvodní nastavení [online]. b.r. [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: http://m-linux.cz/2014/02/gns3-uvodni-nastaveni/ [7] COMPUTERWORLD: Test: Možnosti Cisco emulátoru sítí GNS3 [online]. b.r. [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: http://computerworld.cz/testy/test-moznosti-ciscoemulatoru-siti-gns3-5632 [8] Cisco Systems, Inc. [online]. b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://www.cisco.com/ [9] Cisco Networking Academy [online]. b.r. [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: https://www.netacad.com/ [10] Huawei Technologies Co. Ltd. [online]. b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://www.huawei.com/en/ [11] Huawei: ensp Download [online]. b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://support.huawei.com/enterprise/toolnewinfoactiontotooldetail?contentid =TL1000000015 [12] Wireshark [online]. b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: https://www.wireshark.org/ [13] VAVREČKOVÁ, Šárka. ÚSTAV INFORMATIKY, FPF SU OPAVA. Nástroje pro analýzu počítačových sítí [online]. b.r., 4.12.2014 [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://vavreckova.zam.slu.cz/obsahy/analyzadat/ad_07_site2.pdf [14] GNS3 Forum: Issues connecting to real network [online]. b.r. [cit. 2016-04-29]. Dostupné z: http://forum.gns3.net/topic7653.html 42
[15] ODOM, Wendell, Rus HEALY a Naren MEHTA. Směrování a přepínání sítí: autorizovaný výukový průvodce. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2009, 879 s. Samostudium. ISBN 9788025125205. [16] HUCABY, Dave a Steve MCQUERRY. Konfigurace směrovačů Cisco: [autorizovaný výukový průvodce : podrobný přehled příkazů, protokolů a nastavení]. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2004, 632 s. Samostudium. ISBN 8072269518. [17] BOUŠKA, Petr. VLAN - Virtual Local Area Network [online]. 2007 [cit. 2016-05-02]. Dostupné z: http://www.samuraj-cz.com/clanek/vlan-virtual-local-areanetwork/ [18] GRYGÁREK, Petr. KATEDRA INFORMATIKY FEI, VŠB-TU OSTRAVA. Směrovací protokol OSPF [online]. b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://www.cs.vsb.cz/grygarek/sps/lect/ospf/ospf.html [19] GNS3Vault: Basic MPLS VPN [online]. b.r. [cit. 2016-04-28]. Dostupné z: http://gns3vault.com/mpls/basic-mpls-vpn/ [20] Wikipedia: Enhanced Interior Gateway Routing Protocol [online]. Wikimedia Foundation, b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: https://en.wikipedia.org/wiki/enhanced_interior_gateway_routing_protocol [21] GRYGÁREK, Petr. KATEDRA INFORMATIKY FEI, VŠB-TU OSTRAVA. Směrovací protokol BGP [online]. b.r. [cit. 2016-04-30]. Dostupné z: http://www.cs.vsb.cz/grygarek/sps/lect/bgp/bgp.html [22] Rollover cable [online]. b.r. [cit. 2016-05-14]. Dostupné z: http://www.aliexpress.com/item/new-100pcs-lot-1-5m-rj45-to-serial-9-hole- RJ45-serial-cable-RS232-cable-rollover/32389285163.html 43
Seznam příloh A. Konfigurace úloh... 45 A.1 Úloha - RIPv2... 45 A.2 Úloha - Inter-VLAN Routing... 47 A.3 Úloha - OSPF Single Area... 48 A.4 Úloha - MPLS VPN... 50 44
A. Konfigurace úloh Zde jsou uvedeny běžící konfigurace (running-config) jednotlivých směrovačů z každé úlohy. A.1 Úloha - RIPv2 R1: hostname R1 no ip domain lookup interface FastEthernet0/0 ip address 10.1.3.1 255.255.255.0 duplex auto speed auto interface FastEthernet0/1 ip address 10.1.2.1 255.255.255.0 duplex auto speed auto router rip version 2 network 10.0.0.0 no auto-summary end R2: hostname R2 no ip domain lookup interface FastEthernet0/0 ip address 10.1.3.2 255.255.255.0 duplex auto speed auto interface Serial0/0 ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 clock rate 64000 interface FastEthernet1/0 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 duplex auto speed auto router rip version 2 network 10.0.0.0 network 192.168.1.0 no auto-summary end 45